[ 關(guān)鍵詞 ] 冶金；節能改造；高壓大功率同步電機；燒結主抽風(fēng)機；高壓變頻器

  眾所周知，冶金行業(yè)是國民經(jīng)濟生產(chǎn)中的耗能大戶(hù)和污染大戶(hù)。在冶金行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，風(fēng)機和水泵的耗電量占到其生產(chǎn)成本的35%～45%。近幾年，國家實(shí)行節能減排政策，針對冶金行業(yè)等耗能大戶(hù)重點(diǎn)改造；通過(guò)幾年的發(fā)展和總結，現國產(chǎn)高壓變頻器在風(fēng)機水泵負載上的節能技術(shù)日趨成熟，節能減排效果明顯 。

  在冶金行業(yè)有諸多設備具有變頻應用前景和空間，但是其中廣泛推廣、被眾多用戶(hù)所接受的還主要集中在風(fēng)機和循環(huán)水泵兩類(lèi)負載上。冶金行業(yè)典型應用負載有很多種，其中燒結主抽風(fēng)機、高爐鼓風(fēng)機及制氧壓縮機的功率較大，其運行速度由不同工況而改變，節能改造效果明顯。燒結主抽風(fēng)機由于其工藝的節能空間大，很多EMC廠(chǎng)家對其改造很感興趣。
 
               
                             圖1 同步電機及主抽風(fēng)機

  一 背景

  1.1燒結工藝過(guò)程

  為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻，并且保證高爐的透氣性，需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦制成10～25mm的塊狀原料鐵礦粉。造塊目前主要有兩種方法：燒結法和球團法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結礦和球團礦。目前以抽風(fēng)工藝燒結為多，燒結機分為帶式和環(huán)式。

   燒結工藝是指根據原料特性所選擇的加工程序和燒結工藝制度，它對燒結生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量有著(zhù)直接而重要的影響。按照燒結過(guò)程的內在規律選擇合適的工藝流程和操作制度，利用現代科學(xué)技術(shù)成果，強化燒結生產(chǎn)過(guò)程，能夠獲得先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟指標，保證實(shí)現高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗。本生產(chǎn)工藝流程有原料的接受，兌灰，拌合，篩分破碎及溶劑燃料的破碎篩分，配料，混料，點(diǎn)火，抽風(fēng)燒結，抽風(fēng)冷卻，破碎篩分，除塵等環(huán)節組成。目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結機生產(chǎn)燒結礦。

  1.2節能改造

  河北龍鳳山鑄業(yè)燒結廠(chǎng)燒結為110m2的帶式燒結，該線(xiàn)配置了1臺上海某電機廠(chǎng)10kV/5600kW有刷同步電機，負載為燒結主抽風(fēng)機（圖2）；另外2臺10kV/710kW異步電機，負載為燒結環(huán)冷風(fēng)機，一用一備。目前主抽風(fēng)機啟動(dòng)運行方式為工頻異步降壓軟運行，同步投勵。

  該生產(chǎn)線(xiàn)的主抽風(fēng)機為擋板調節， 燒結機料厚在700mm左右，根據料層的透氣性，主抽風(fēng)機風(fēng)門(mén)開(kāi)度在70%左右，維持負壓在-16 kPa，以保證成品率為準。環(huán)冷風(fēng)機以保證冷卻效果為準。此方案主要對燒結主抽風(fēng)機進(jìn)行變頻改造和分析。
 
                   
                                圖2 主抽風(fēng)機煙囪

  二、改造方案

  2.1 設備參數

  電機額定電壓10KV，額定功率5600KW，功率因素0.9，采用Y型接法。風(fēng)機具體參數如下：
 
        
  2.2 技術(shù)方案

   根據現場(chǎng)負載情況，配置由匯川公司生產(chǎn)的高壓變頻器HD93-J100/7000-DN,該產(chǎn)品具有設計余量大、過(guò)載能力強，操作方便，質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。

  1) 主回路：采用一拖一自動(dòng)旁路方案，見(jiàn)圖3。

  2) 變頻運行方式：1QF為用戶(hù)側高壓開(kāi)關(guān)柜，其中KM1、KM2為交流接觸器、QF1

  3) 為真空斷路器,KM1 KM2 與QF1之間有電氣互鎖。自動(dòng)旁路柜變頻勵磁柜與變頻器配套提供，電機及用戶(hù)側高壓斷路器1QF保留甲方原有設備。

  4) 工頻運行時(shí)，KM1、KM2斷開(kāi) 將勵磁刀閘切換到工頻勵磁系統；QF1閉合，水阻軟起裝置投入工頻回路，同步電機的啟動(dòng)、運行、停機過(guò)程按照原有邏輯進(jìn)行。

  5) 變頻運行時(shí)，QF1斷開(kāi)，變頻勵磁系統可以利用匯川技術(shù)專(zhuān)用同步勵磁控制系統，KM1與KM2閉合，將勵磁刀閘切換到變頻勵磁系統。變頻器上電時(shí)，斷路器1QF閉合，HD93高壓變頻器啟動(dòng)時(shí)，以電勵磁同步機矢量控制方式拖動(dòng)同步電機啟動(dòng)。

  6) 變頻停機時(shí)，從現場(chǎng)向變頻器下達“停機”命令，變頻器驅動(dòng)同步電機減速至完全停機，然后停止輸出電壓電流。最后在現場(chǎng)分斷斷路器1QF，由其輔助觸點(diǎn)通知勵磁裝置滅磁，滅磁完成后關(guān)閉勵磁裝置電源。遇到故障時(shí)，變頻器在停止電壓電流輸出的同時(shí)，立即分斷上級斷路器1QF，由變頻器主控通知勵磁裝置滅磁，然后投到工頻運行。
 
                
                       圖3 主回路方案 

  f） 控制回路：在風(fēng)機房操作箱實(shí)施遠程調速、遠程監控運行頻率和輸出電流等。 
 
              
                        圖4 匯川機旁操作箱   

        
                             圖5 高壓變頻現場(chǎng)運行照片           圖6 現場(chǎng)調試與培訓

   三、 結束語(yǔ)

   HD93系列高壓變頻器為匯川技術(shù)針對大功率同步電機研發(fā)的專(zhuān)機，該系列高壓變頻器以獨特的電勵磁同步機矢量控制方式，很好地解決了大功率同步電機啟動(dòng)困難的問(wèn)題，而且較同類(lèi)廠(chǎng)家需要給電機加裝軸編碼器的運行方式，HD93系列在現場(chǎng)操作上變得更加方便簡(jiǎn)單。此次改造的燒結主抽風(fēng)機良好運行，也有力證明了匯川技術(shù)的同步機矢量控制技術(shù)較同類(lèi)廠(chǎng)家的控制方式更先進(jìn)。目前，HD93系列高壓變頻器可用于冶金、電力、石化、礦山、建材和市政等領(lǐng)域；可以拖動(dòng)的負載有風(fēng)機水泵、皮帶機、空壓機等。

   深圳市匯川技術(shù)股份有限公司專(zhuān)注于工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，定位服務(wù)于中高端設備制造商，以擁有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)為基礎，以快速為客戶(hù)提供個(gè)性化的解決方案為主要經(jīng)營(yíng)模式，實(shí)現企業(yè)價(jià)值與客戶(hù)價(jià)值共同成長(cháng)。匯川在全國擁有66個(gè)辦事處，236家授權代理商，90家全國聯(lián)保中心。欲進(jìn)一步了解匯川，請訪(fǎng)問(wèn) www.inovance.cn。